摘要: 永磁同步电机具有功率密度高、可靠性高和易于维护等优势，在电动车领域具有广阔的应用前景。与配置高精度编码器和无速度传感器算法的永磁同步电机相比，配置霍尔传感器的永磁同步电机兼顾了系统成本和控制性能，适用于要求低成本和高安全性的应用场... 展开 永磁同步电机具有功率密度高、可靠性高和易于维护等优势，在电动车领域具有广阔的应用前景。与配置高精度编码器和无速度传感器算法的永磁同步电机相比，配置霍尔传感器的永磁同步电机兼顾了系统成本和控制性能，适用于要求低成本和高安全性的应用场合。然而，霍尔传感器的位置分辨率较差，且在大批量的生产安装中，安装位置容易出现偏移误差。因此，本文以基于霍尔传感器的永磁同步电机系统为研究对象，围绕基于霍尔传感器的转子位置和速度估计展开深入研究，具体研究工作如下: （1）针对平均速度法存在估计误差大且滞后的问题，提出了基于最小二乘和滑模观测器的位置和速度估计方法。详细分析传统平均速度法的估算原理及估计误差，采用最小二乘算法不依赖于电机参数输出连续平滑的角度，采用滑模观测器基于电机模型实时估计转速，且对估计位置进行校正以提高估算精度，采用方波启动以解决离散位置信息缺失的问题，并对设计的观测器进行李雅普诺夫稳定性证明。 （2）针对霍尔传感器的安装偏移误差，本文提出了基于自适应滤波的霍尔矢量转子位置和速度估计方法，以提高转子位置和速度的估计精度。依据转子机械运动方程，构造带谐波反馈解耦的全阶状态观测器，以减小观测器输入的量化误差。对偏移误差下的霍尔矢量进行快速傅里叶变换得到频谱分布，针对观测器无法去除偏移误差导致的低次谐波，提出采用自适应矢量滤波器来抑制谐波干扰，可以在保证观测器高增益的同时减小转子位置和速度的估计误差。 （3）最后搭建了永磁同步电机对拖实验平台，分别在霍尔传感器准确安装和安装位置存在偏移误差时，开展了基于霍尔传感器的永磁同步电机转子位置和速度估计实验，仿真和实验结果均证明了本文所提方法的正确性和有效性。 收起